余榮春　陳錦豐

摘 要：房產(chǎn)圖控制測(cè)量是城市房產(chǎn)圖基礎(chǔ)測(cè)量的工作之一。傳統(tǒng)的方法一般采用導(dǎo)線測(cè)量，隨著全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）的飛速發(fā)展，它以高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)，迅速在城市控制測(cè)量中已被廣泛采用。本文以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)在城市房產(chǎn)圖控制測(cè)量中的應(yīng)用為研究對(duì)象，詳細(xì)分析了RTK城市房產(chǎn)圖控制測(cè)量的步驟，流程和方法。

關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù) 城市控制測(cè)量 GPS 工程案例

中圖分類號(hào)：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

1 前言

房產(chǎn)圖控制測(cè)量是城市房產(chǎn)圖測(cè)量的基礎(chǔ)性工作。傳統(tǒng)的方法一般采用導(dǎo)線測(cè)量，隨著全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GPS）的飛速發(fā)展，它以高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)，迅速在城市控制測(cè)量中已被廣泛采用。目前GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)（RTK測(cè)量模式），更是以實(shí)時(shí)、快速、操作簡(jiǎn)單而越來(lái)越受到城市測(cè)繪單位的青睞。

我們采用Topcon Riper雙頻GPS接收機(jī)，運(yùn)用RTK模式完成了多個(gè)控制測(cè)量項(xiàng)目，取得了良好的效果。本文主要結(jié)合工程實(shí)踐，就RTK技術(shù)在城市控制測(cè)量中的運(yùn)用談點(diǎn)體會(huì)。

2 GPS房產(chǎn)平面控制網(wǎng)的布設(shè)

房產(chǎn)平面控制網(wǎng)一般在國(guó)家或城市一、二、三、四等控制網(wǎng)下，加密一、二、三級(jí)房產(chǎn)控制點(diǎn)。當(dāng)測(cè)區(qū)內(nèi)沒(méi)有高級(jí)控制網(wǎng)或原有控制網(wǎng)精度不符合房產(chǎn)測(cè)量精度要求時(shí)，需新布設(shè)相應(yīng)等級(jí)的控制網(wǎng)或?qū)υ械睦暇W(wǎng)進(jìn)行全面改造。

在原有控制網(wǎng)基礎(chǔ)上加密的GPS網(wǎng)，盡量和本區(qū)域的高等級(jí)控制點(diǎn)重合，以便較好地把新網(wǎng)同老網(wǎng)匹配好，避免控制點(diǎn)誤差的傳遞。對(duì)于全面布設(shè)的GPS網(wǎng)，宜采用三角形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)或它們的混合網(wǎng)，以保證網(wǎng)的精度和可靠性。并考慮聯(lián)測(cè)一定數(shù)量的高等級(jí)控制點(diǎn)，使GPS定位成果能轉(zhuǎn)換到國(guó)家或地方坐標(biāo)系中。此外，在受環(huán)境影響，選點(diǎn)困難的地方，可考慮用GPS和常規(guī)大地測(cè)量方法相結(jié)合，布設(shè)控制網(wǎng)，既能滿足精度要求，又能保證作業(yè)效率。

3 GPS房產(chǎn)平面控制測(cè)量作業(yè)模式

目前房產(chǎn)平面控制測(cè)量主要采用經(jīng)典靜態(tài)相對(duì)定位、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對(duì)定位、動(dòng)態(tài)相對(duì)定位和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量等方法，實(shí)際工作中，可根據(jù)作業(yè)特點(diǎn)、要求以及設(shè)備條件來(lái)選用。

3.1 動(dòng)態(tài)定位

動(dòng)態(tài)定位主要應(yīng)用于精密測(cè)定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的軌跡、測(cè)定道路中心線、剖面測(cè)量等。其要建立1個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)安置接收機(jī)連續(xù)跟蹤衛(wèi)星；流動(dòng)接收機(jī)先在出發(fā)點(diǎn)上靜態(tài)觀測(cè)數(shù)分鐘，然后從出發(fā)點(diǎn)開(kāi)始連續(xù)運(yùn)動(dòng)，按指定的時(shí)間間隔自動(dòng)測(cè)定運(yùn)動(dòng)載體的實(shí)時(shí)位置。測(cè)得流動(dòng)站相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的瞬時(shí)點(diǎn)位精度1～2cm。該方法要求同步觀測(cè)5顆衛(wèi)星，其中至少4顆衛(wèi)星要連續(xù)跟蹤；流動(dòng)點(diǎn)與基準(zhǔn)點(diǎn)相距不超過(guò)20km。

3.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量

GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量（Real-Time Kinematic）簡(jiǎn)稱RTK，是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)值的差分方法。具體作業(yè)方法是設(shè)置GPS基準(zhǔn)站一臺(tái)，并將一些必要的數(shù)據(jù)，如坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)、預(yù)設(shè)精度指標(biāo)、基準(zhǔn)站坐標(biāo)等輸人GPS手簿，一臺(tái)或多臺(tái)GPS流動(dòng)站在若干個(gè)待測(cè)點(diǎn)上設(shè)站；基準(zhǔn)站與流動(dòng)站同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)；同時(shí)基準(zhǔn)站通過(guò)電臺(tái)將其觀測(cè)值和設(shè)站信息一起傳送給流動(dòng)站；流動(dòng)站將接收到的來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)及GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)，組成差分觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。

RTK控制測(cè)量時(shí)，首先用已知控制點(diǎn)建立投影的局部歸化參數(shù)，儀器將直接記錄坐標(biāo)和高程，測(cè)量解算出兩坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)，為了提高待測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)精度，將天線設(shè)置在對(duì)點(diǎn)器上，觀測(cè)時(shí)間大于20秒，采用不同的時(shí)間段進(jìn)行兩次觀測(cè)取平均值。GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)無(wú)線電接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位的原理，實(shí)時(shí)地計(jì)算并顯示用戶站的三維坐標(biāo)及其精度。

4工程案例1

4.1 工程概況

測(cè)區(qū)位于泉州市某開(kāi)發(fā)區(qū)，控制網(wǎng)布設(shè)面積約8km2，設(shè)計(jì)點(diǎn)位27座，起算點(diǎn)采用位于測(cè)區(qū)南側(cè)、東側(cè)約0.8 km的J市四等平面控制點(diǎn)各一座，測(cè)區(qū)北側(cè)、西側(cè)邊緣四等平面控制點(diǎn)各一座。

4.2 RTK GPS測(cè)量

為了保證測(cè)量成果的精度及可靠性，我們?cè)跍y(cè)區(qū)北側(cè)及東側(cè)的起算點(diǎn)分別設(shè)置基準(zhǔn)站，分別采集起算點(diǎn)空間坐標(biāo)解算坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換參數(shù)；并分別測(cè)量待測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)，然后取兩次測(cè)量的平均值作為最終成果；兩次測(cè)量結(jié)果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

根據(jù)上述兩次測(cè)量坐差值的統(tǒng)計(jì)，可算得兩次測(cè)量平均值的點(diǎn)位中誤差為±1.25cm。

4.3 RTK成果的外部檢驗(yàn)

（1） 相鄰點(diǎn)間邊長(zhǎng)檢測(cè)

檢測(cè)采用TOPCONG TS602全站儀，以兩次測(cè)量平均值作為實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)值，共檢測(cè)通視邊17條；實(shí)測(cè)邊長(zhǎng)與RTK測(cè)量成果坐標(biāo)反算所得邊長(zhǎng)的差值統(tǒng)計(jì)?？伤愕孟噜忺c(diǎn)間邊長(zhǎng)中誤差為11.08cm。

（2）采用導(dǎo)線測(cè)量方式的坐標(biāo)檢驗(yàn)

在測(cè)區(qū)南測(cè)選擇待測(cè)點(diǎn)6座，按一級(jí)導(dǎo)線測(cè)量方式觀測(cè)，起算點(diǎn)為以上述J市四等平控制點(diǎn)為起算的按GPS靜態(tài)方式觀測(cè)的城市一級(jí)控制點(diǎn)；其測(cè)量結(jié)果與上述RTK測(cè)量成果的坐標(biāo)差值統(tǒng)計(jì)。估算RTK測(cè)量成果的點(diǎn)位中誤差為±1.22cm。

5 工程案例二

我單位2010年6月在泉州市G區(qū)約24km2區(qū)域布設(shè)城市平面控制點(diǎn)43座，采用該區(qū)域內(nèi)分布較均勻的原有GPS四等平面控制點(diǎn)5座為起算點(diǎn)，同樣采用上述雙基準(zhǔn)站方式觀測(cè)，其中一次利用原GPS網(wǎng)測(cè)量時(shí)得到的WGS-84坐標(biāo)建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。

根據(jù)兩次測(cè)量坐標(biāo)差統(tǒng)計(jì)，X坐標(biāo)兩次測(cè)量最大差值為2.8cm，Y 坐標(biāo)兩次測(cè)量最大差值為3.3cm，兩次測(cè)量平均值的點(diǎn)位中誤差為±1.48cm。

本工程中，我們同樣采用TOPCONG TS602全站儀進(jìn)行邊長(zhǎng)檢測(cè)，共檢測(cè)邊長(zhǎng)11條。根據(jù)邊長(zhǎng)差值統(tǒng)計(jì)，估算得相鄰點(diǎn)間邊長(zhǎng)中誤差為±1.13cm。

根據(jù)對(duì)上述工程數(shù)據(jù)的分析，可知采用本文所述的雙基準(zhǔn)站觀測(cè)方式，取兩次測(cè)量平均值的作為最終成果，RTK測(cè)量模式完全可替代全站儀導(dǎo)線測(cè)量應(yīng)用于城市一、二級(jí)控制測(cè)量。

6 建議

（1）RTK 測(cè)量與靜態(tài)GPS測(cè)量相同，首先得到的是WGS-84坐標(biāo)，必須通過(guò)一定的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系才能得到用戶坐標(biāo)系坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換參數(shù)的求取精度對(duì)測(cè)量成果有很大影響，因此在實(shí)際應(yīng)用中首先應(yīng)注意起算點(diǎn)精度，特別應(yīng)注意采用一定的方法檢核起算點(diǎn)的相對(duì)精度；同時(shí)，轉(zhuǎn)換參數(shù)有一定的區(qū)域性，它僅適用于起算點(diǎn)所圈定的一定區(qū)域，外推精度隨距離增加降低明顯，因此在實(shí)際工作中應(yīng)盡量選擇能覆蓋整個(gè)測(cè)區(qū)且分布均勻的起算點(diǎn)。（2）若已知起算點(diǎn)為靜態(tài)GPS控制網(wǎng)成果，可利用已有WGS-84坐標(biāo)及用戶坐標(biāo)建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，這樣可節(jié)省采集起算點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)的時(shí)間、提高工作效率；但在利用原有成果時(shí)應(yīng)注意所采用的WGS-84坐標(biāo)應(yīng)是在同一網(wǎng)平差中得到的，因?yàn)樗怯蓡吸c(diǎn)定位的WGS-84坐標(biāo)推算得到的，只代表某個(gè)特定的坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系。（3）基準(zhǔn)站應(yīng)選擇位置較高的點(diǎn)位，這樣可明顯擴(kuò)大流動(dòng)站作業(yè)范圍，但根據(jù)筆者對(duì)多個(gè)工程成果的統(tǒng)計(jì)分析，基準(zhǔn)站與流動(dòng)站間的距離對(duì)測(cè)量成有一定的影響，當(dāng)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站間的距離達(dá)到5-6 km時(shí)，兩次測(cè)得的坐標(biāo)差值及相鄰點(diǎn)間距離與全站儀邊長(zhǎng)測(cè)量的成果差值超過(guò)5cm的明顯增多；筆者建議在采用RTK技術(shù)進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)，為保證成果的精度及可靠性，流動(dòng)站的作業(yè)半徑應(yīng)控制在5km以內(nèi)。（4）根據(jù)上述第一、第三點(diǎn)，在采用RTK方式進(jìn)行較大區(qū)域控制測(cè)量時(shí)可將測(cè)區(qū)劃分成若干個(gè)工作區(qū)；各工作區(qū)的劃分應(yīng)有一定的交叉，觀測(cè)時(shí)應(yīng)進(jìn)行相互檢核；也可以采用兩次工作區(qū)劃分不同的方式進(jìn)行觀測(cè)。（5）在城市控制測(cè)量中，點(diǎn)位一般可埋設(shè)在建成的城市道路，選點(diǎn)時(shí)應(yīng)充分考慮使用的方便及安全，但同時(shí)應(yīng)盡量避開(kāi)高壓線、高大建筑、電臺(tái)發(fā)射塔等；因此RTK方式不適合應(yīng)用于建筑密集的老城區(qū)，而在新建開(kāi)發(fā)區(qū)一般均能取得較好的效果，本文列舉的兩個(gè)工程實(shí)例均是在這樣的測(cè)區(qū)完成的；另外，基準(zhǔn)站更應(yīng)避開(kāi)高壓線、微波站、變電所等。

7 結(jié)語(yǔ)

利用RTK技術(shù)進(jìn)行城市控制測(cè)量操作靈活、簡(jiǎn)單，同時(shí)減少了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)后處理工作，大大提高了工作效率，徹底改變了城市控制測(cè)量的作業(yè)模式；但在實(shí)際工作中應(yīng)充分認(rèn)識(shí)這一技術(shù)的特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)測(cè)量模式的區(qū)別，設(shè)法提高測(cè)量成果的可靠性。

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